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1、沈陽航空航天大學飛機構造學結課大作業(yè)…超輕型飛機結構總體設計學院：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學院專業(yè)：飛行器動力工程學號：2013041102013班級：S201301姓名：趙偉方目錄一．超輕型飛機總體外形設計二．機翼結構設計三．起落架的構造設計四．機身部件總體結構設計五．尾翼的構造設計一、超輕型飛機總體外形設計圖一本飛機外形如上圖所示，因為本飛機的設計要求是超輕型飛機，所以并未畫太復雜的結構。飛機采用上單翼、正常式尾翼、以及前三點固定式起落架等部件總體構成。本飛機主要應用鋁管及航空鋼管等材料，具有結構簡單、重量輕、造價低廉等優(yōu)點。二、機翼結構設計由于本飛機是超輕型飛機，飛行速度低，而且發(fā)動機提供的動力
2、有限，所以我們盡可能要求機翼產生的升力要大，而且自身重量不能太大，又因為飛行速度低所以阻力因素并非主要因素。因此盡可能減小重量就顯得尤為重要。又因為相同面積的矩形、平行四邊形和梯形，只有矩形的周長最短，這樣就會極大減少結構重量、而且從加工工藝上考慮，矩形最好加工，材料使用也相對較少設計費用也較低。而且產生升力的效率較高。具體的機翼結構如下所示：圖二1.翼梁因為機翼是飛機中的主要受力部件，而翼梁又是機翼中的主要受力部件，它承受機翼的剪力和彎矩。翼梁主要由上下緣條和腹板組成。本機型采用腹板式翼梁，其剖面形狀為“工”字型，沿方向等強度設計。腹板式翼梁的優(yōu)點是在等重量和高度情況下，帶有立柱加強
3、而腹板上無任何開口，其強度最大。除此之外，這種結構的翼梁制造工藝簡單，成本低。用途廣泛，故本飛機采用此種梁。1.縱墻縱墻包括前縱墻和后縱墻，它是一根緣條很弱或無緣條的腹板式翼梁。位于機翼后緣的縱墻可用于連接副翼和襟翼。它不能承受彎矩，主要承受剪力，并與蒙皮構成閉式承受機翼扭矩。2.翼肋本機型采用腹板式翼肋。它的材料是鋁合金較輕，為減輕重量和便于安裝導管和操縱機構，常常在腹板上加工減輕孔。為增加腹板剛度和穩(wěn)定性，通常對孔邊緣增加支柱，或壓制凹槽。3.蒙皮蒙皮是包圍在骨架外面保持機翼氣動條件外形的構件，蒙皮還參與機翼的總體受力。蒙皮與翼梁腹板所構成的機翼盒式梁受到由各翼肋沿閉式周緣傳來的引
4、起機翼扭轉變形的力矩。4.機翼與機身的連接超輕型飛機屬于低速小型飛機，不用考慮激波造成的影響，故采用垂直耳片叉耳連接，連接螺栓水平放置，接頭在傳遞受力時，螺栓均受剪切力作用。三、起落架的結構設計本機型起落架采用前三點式起落架。1）前三點式起落架具有良好的方向穩(wěn)定性。當飛機在地面上滑跑時受到外界干擾而改變方向，則兩主輪上的摩擦合力繞飛機重心的力矩將變成一恢復力矩使飛機回到原來的方向。2）前三點式起落架避免后三點式起落架剎車時的“倒立”和“飄起”的危險?？刹捎酶咝x車裝置。四、機身結構的設計1.機身的功用和要求機身是飛機的一個重要部件，它的主要功用是裝載人員，貨物、設備、武器、設備、燃料和
5、發(fā)動機等，并把機翼、尾翼、起落架連接在一起形成一架完整的飛機。2、機身的主要受力構件機身的主要受力構件有：隔框、蒙皮、桁條和環(huán)式加強框共同作用。普通加強框的作用是保持機身外形，支持蒙皮，提高蒙皮的穩(wěn)定性，以利于承受局部空氣阻力載荷，環(huán)式加強框用于機身與其他部件連接處，機身內部空間可以得到充分利用。3.本機型為超輕型飛機，故采用薄壁式機身。用金屬蒙皮代替構架式機身的布質蒙皮，將蒙皮與機身骨架連接位一體結構。蒙皮不僅承受氣動載荷，而且同骨架一起承受機身的彎矩、扭矩和剪力，材料的分布和利用都比較合理，因此在同等載荷下，它比構架式機身重量要輕。除此之外，由于機身內部沒有縱橫交錯的構件，因此空間
6、利用率極高；由于材料最大限度分布機身表面，提高了機身抗扭剛度和承受動載荷的能力。這才是超輕型飛機的精髓所在。由于本人水平有限，機身具體內部結構未能畫出。五．尾翼構造設計1.尾翼的功用是保證飛機的俯仰平衡和航向平衡，并使飛機具有俯仰和航向的安全性與操縱性。平尾由固定的水平安定面和可偏轉的升降舵組成。垂直翼由固定的垂直面和可偏轉的方向舵組成。2.本機型的尾翼采用正常尾翼：垂直尾翼與水平尾翼互相垂直，數量各為一個。六、設計體會1.通過本次超輕型飛機的設計，我對有關飛機各個部分組成及相應知識有了更充分的了解。2.而且我是飛動專業(yè)的，這對我以后相關課程的學習有了更深的認識。3.通過此次總體設計我
7、對CATIA軟件的熟悉度又進一步加深，這為以后我的畫圖能力奠定了基礎。七、參考文獻1飛機構造學----沈陽航空航天大學---主編：鄧忠林2CATIAV5R20寶典--機械工業(yè)出版社--北京兆迪科技有限公司
